북 무인기 영공 침범해 민가 위로 날았다…격추 실패. 2022.12.26.(사진=연합뉴스)
북 무인기 영공 침범해 민가 위로 날았다…격추 실패. 2022.12.26.(사진=연합뉴스)

북한의 비대칭 전력 중 하나인 무인정찰기가 지난 26일 경기 서북지역을 거쳐 서울 북부 영공까지 침투해 7시간 동안 대남 정찰활동을 벌이다 사라진 가운데, 우리 군이 무인기 격추에 실패하면서 아군 방공작전에 대한 따가운 시선이 쏟아지고 있다. 바로 북한 무인기에 의한 대공침투 상황 발생 시 한계치에 도달한 대응능력이 도마 위에 오른 것이다.

합동참모본부본부(의장 김승겸)에 따르면 북한 무인기는 이날 오전 10시25분부터 미상항적 형태로 우리 군 레이더에 포착되어 작전권을 가진 합참이 대응에 나섰다. 100여발의 대공탄을 발사했지만 결과적으로 무인기는 단 1대도 격추하지 못했다. 이에 지난 28일, 이종섭 국방부장관이 국회 국방위원회 긴급 질의에서 "송구하다"라고 말하는 지경에 이른 것.

북한의 무인기 도발은 이미 예고된 북한의 도발 형태로, <펜앤드마이크>가  지난 10월15일자 기사 <[긴급 진단] '北 화력·공중 도발' 이후 전술조치 중인 軍···추가 예상되는 무력 도발은?>를 통해 예고한 바 있는데, 2달 만에 실제로 이 사건이 벌어졌다. 북한의 미사일 위협이 증강될 시, 군은 북한군의 전방위적 수단을 동원한 침투대비태세를 갖추게 되므로 사실상 예고된 방공작전이었던 것이다.

그럼에도 불구하고 우리 군은 무인기를 완전 격추하지 못했는데, 이는 단순히 군의 기강해이 및 훈련 부족의 문제만으로 치부할 수 없다. 적의 항공전력을 포착할 수 있는 우리 군 레이더의 능력인 '레이더반사면적(RCS: Radar cross section)'의 한계에 근거하고 있기 때문이다. 현존 기술력상 통상 최소 2제곱미터 단위 이상을 포착할 수 있는 RCS 한계치보다 북한군 무인기가 더욱 작기 때문에 이를 포착하기 어렵다는 기술적 제한점을 안고 있기 때문이다.

실전배치된 군 레이더 망 탐지최소면적인 2제곱미터 보다 북한군 무인기 크기가 작어서인데, 이는 파리채 망 크기보다 잡아야 할 파리가 더 작은 것과 비슷한 원리이다. 이뿐만 아니라 비행기체가 활공할 수 있는 최소 통로구간경로크기인 '활공경로' 역시 수백미터를 보장받아야 하는 일반 비행기와 달리 수십배 작은 무인기는 불과 몇 미터 공간에서도 활공이 가능하다.

이는 한반도 지형상 70%가 산지라는 점을 고려할 때 좁디좁은 계곡 사이에서 초저고도로 날아오는 소형 무인기의 비대칭성을 고려한 방공작전이라는 점에서, 방어해야 하는 우리 군이 절대적으로 불리한 여건이라는 점 또한 감안해서 봐야할 필요가 있는 대목이다(관련 기사 : [긴급 진단] 北무인기 침투, 이미 펜앤이 두달 전 예고···軍 탐지·식별 문제는 바로 이것!(상)).

이번 편에서, <펜앤드마이크>는 북한 무인기에 대응하기 위한 군의 여러가지 옵션을 밝히고 방공 작전 등을 비롯한 대침투작전에 지대한 영향을 미칠 수 있는 여러 제약요소에 대한 분석 평가를 독자들에게 밝히고자 한다. 이 취지는 적 무인기에 대응하는 실제 방공작전의 흐름과 제약사항이 무엇인지 알리기 위함이다. 

북한 무인기가 26일 5년 만에 남측 영공을 침범해 서울, 강화, 파주 상공을 7시간가량 휘젓고 다녀 군이 격추 등 대응작전을 벌였다. 군은 북한 무인기를 향해 사격했지만, 격추에는 실패했고, 북한 무인기들은 북으로 돌아가거나 우리 레이더 탐지에서 사라졌다.2022.12.26(사진=연합뉴스)
북한 무인기가 26일 5년 만에 남측 영공을 침범해 서울, 강화, 파주 상공을 7시간가량 휘젓고 다녀 군이 격추 등 대응작전을 벌였다. 군은 북한 무인기를 향해 사격했지만, 격추에는 실패했고, 북한 무인기들은 북으로 돌아가거나 우리 레이더 탐지에서 사라졌다.2022.12.26(사진=연합뉴스)

#1.  무인기 '왜 못잡았냐' 무조건적 질타 보다 작전 현황 파악 우선되어야

북한군 무인기 침투는 지난 2014년 3월 본격적으로 벌어지기 시작했는데, 그 당시 필자는 군 방공 장교로 임무 수행 중에 있어 당시 무인기에 의한 대침투작전을 직접 경험해 본 바 있다. 현존 방공장비의 기술적 제한성으로 인해 대침투작전에 사용되는 각종 정보장비를 활용할 것으로 예상되지만, 사실상 그 실효성은 장담할 수 없다.

왜냐하면, 기존 정보장비를 방공작전에 활용하게 될 경우 육상 대침투작전 및 강안지역 대침투작전에서 적용되던 탐지장비가 대공침투용 장비로 사용되기 때문에, 육상침투로에 대한 감시성이 떨어지기 때문이다.

지난 26일 이후 먼저 주목해야 하는 부분은 '왜 타격하여 격추시키지 못하였는가'에 대한 뚜렷한 답변이다. 이 질문에 대한 명확한 답변이 어려운 까닭은, 우리 군 방공 작전 체계에 대한 이해가 선행될 때 비로소 해결할 수 있는 부분이다.

우리 군 방공 작전 체계는, 고도별로(초고고도-고고도-중고도-저고도-초저고도 등) 공군과 육군 작전으로 분류된다. 사드(THAAD)에 의한 핵·전구탄도탄(All Ballistic Missile)공격 방어 및 한국형미사일 방어(KAMD) 등은 대부분 공군이 맡고 있으나, 육군은 초저고도로 침투하는 적의 항공전력을 타격하는데에 초점이 맞춰져 있다. 그래서 육군 방공작전 체계는 '탐지-식별-결심-타격' 등 4단계로 구성되어 있다.

앞서 '왜 무인기를 타격하지 못하였는가'라는 질문은, 방공작전의 마지막 단계인 '타격'에 해당하는 것으로 육군 방공무기인 대공포(20mm 발칸, 30mm 비호, 35mm 오리콘)와 지대공미사일(SAM: Surface-to-Air Missile, 미스트랄·신궁)로 타격할 수 있다.

두가지 무기 모두 자체 레이더가 내장되어 있고, 대공무기에 대한 레이더재밍 발생시 수동으로 사격할 수 있다. 현재 육군 방공작전은 방공병과(兵科)가 거의 전담하고 있고, 24시간 실시간 대공방어 중에 있고, 매 단위별로 실탄사격 및 수분 이내로 사격할 수 있도록 24시간 불시사격준비태세를 갖추고 있다.

그렇기 때문에 적 무인기에 대한 방공무기의 '타격단계'보다 선행되어야 하는 '탐지-식별-결심' 단계에서 문제가 생길 시 타격단계는 늦어지게 된다. 항공전력 특성상 고속의 표적인 만큼 단 몇초만에도 시야에서 사라지기 때문에, 최초 탐지 및 식별이 가장 중요하다. 이번에는 '식별(Identify) 단계'에서의 제한점을 알아본다.

지난 2017년 11월 TOD에 찍힌 판문점의 귀순 북한군 구조 장면. 유엔군 사령부는 22일 오전 서울 용산 국방부 브리핑실에서 최근 판문점 공동경비구역을 통해 귀순한 북한군 귀순 장면이 담긴 CCTV와 우리 군 경비대대 간부 3명이 JSA 건물 벽 아래 쓰러져 있는 귀순자를 후송하는 장면이 담긴 TOD 영상을 공개했다. 흑백인 TOD 영상 왼쪽에는 흰색으로 표시된 귀순자가 있고 우리 군 JSA 경비대대장과 부사관 2명이 포복으로 다가가는 장면이 담겨 있었다. 경비대대장(맨 오른쪽)이 중간에 멈춰 엄호하는 가운데 부사관 2명(가운데)이 귀순자에게 접근해 끌어낸 것으로 확인됐다. 2017.11.22(사진=유엔군사령부 제공 영상, 편집=조주형 기자)
지난 2017년 11월 TOD에 찍힌 판문점의 귀순 북한군 구조 장면. 유엔군 사령부는 22일 오전 서울 용산 국방부 브리핑실에서 최근 판문점 공동경비구역을 통해 귀순한 북한군 귀순 장면이 담긴 CCTV와 우리 군 경비대대 간부 3명이 JSA 건물 벽 아래 쓰러져 있는 귀순자를 후송하는 장면이 담긴 TOD 영상을 공개했다. 흑백인 TOD 영상 왼쪽에는 흰색으로 표시된 귀순자가 있고 우리 군 JSA 경비대대장과 부사관 2명이 포복으로 다가가는 장면이 담겨 있었다. 경비대대장(맨 오른쪽)이 중간에 멈춰 엄호하는 가운데 부사관 2명(가운데)이 귀순자에게 접근해 끌어낸 것으로 확인됐다. 2017.11.22(사진=유엔군사령부 제공 영상, 편집=조주형 기자)

#2. 敵 무인기 식별(Identify) 대안으로 육상용 TOD 전환, 육상 대침투작전은 어떡하나

적 무인기에 대한 식별이 어려운 까닭은, 최초 단계인 '탐지 단계'에서부터 우리 군 레이더 한계치(RCS: Radar Cross Section, 레이더반사면적)인 2제곱미터보다 소형화된 적 무인기에 의해 탐지가 어렵다는 상황에서 비롯된다. 레이더 포착 실패시 육안으로 확인함으로써 적 실체를 인지할 수 있다. 그런데 문재인 정부 당시였던 2018년 9.19 남북군사합의에서 전방 60여개 아군 GP 중 20%에 해당하는 11개를 폭파철거하면서 사실상 전방지역에서 육안으로 식별하기 위한 제1감시선은 현재 사라진 상황.

이같은 제한적 여건 하에서, 적 무인기에 대한 탐지를 위해 육군 방공레이더 장비인 '저고도탐지레이더(TPS-830K)'를 비롯해 육상용 탐지 장비인 '열상감시장비(TOD: Thermal Observation Device)'를 운용하는 방안을 내놓을 것으로 예상된다. 열상감시장비는 표적의 열을 포착해 영상화하는 장비로, 일종의 소초 단위설치용 비휴대성 야간투시장비이다.

육군의 육상 감시장비인 TOD를 운용하게 될 경우, 적 무인기에 대한 보완대책용으로 운용할 수도 있겠으나 사실상 이 방법은 미봉책이다. 육상 대침투 탐지장비를 대공용으로 쓴다는 발상인데, 사실상 이는 오히려 '언발에 오줌누기'나 마찬가지이다. 현재 TOD 운용에 대한 기존 육상 대침투작전의 효율성을 오히려 떨어뜨릴 수 있어서다.

TOD 장비를 운용하는 부대는, 전방 지역을 맡고 있는 수 개의 군단급(육군 중장) 경계부대 예하의 정보여단 및 정보대대 등이다. 이들이 TOD를 운용하는 취지는, 칠흑과도 같은 어둠 속에서 체온을 가리고 DMZ 내부에서 활동하는 북한의 육상 특작부대를 감시하기 위해서이다. TOD 운용이 군단 경계작전에 영향을 미치는 까닭은, 대침투작전이라고 불리는 경계태세 증가 시 TOD 분석결과가 결정적으로 작용해서이다. 즉, TOD에서 미상의 열상체가 포착될 경우, '국지도발대비태세'가 발령돼 군단 내 전군 소집령까지도 고려하게 된다는 것이다.

게다가 TOD라는 장비의 배치현황 또한 해치게 될 수 있다. TOD가 배치된 경기도 서북지역은, 굴곡많은 산악 형태의 동부전선과 달리 평지 및 강안 지형으로 구성되어 있어 적 육상 특작부대의 침투예상로가 다수 형성돼 있다. TOD의 경우 1개 장비당 24시간 가동하는 것도 아닌데다, 평시 OP별로 TOD가 교대 가동되기 때문에 DMZ내 침투예상로 및 주요목 구역을 집중적으로 중첩 감시하기 때문에 한개라도 대공용으로 전환할 시 작전의 중첩성을 보장하기 어렵게 된다는 제한점을 안고 있다.

물론 육군의 육상 탐지장비가 TOD만 있어 이를 단독 운영하는 것도 아니고, 근거리 감시레이더를 비롯해 슈미트 감시 카메라(SC: Schmidt Camera) 등의 감시장비가 함께 운용된다. 하지만 이같은 장비는 점표적 장비로, 지역표적을 탐지하는 TOD가 없을 시 식별을 위한 2단계 기능(정밀화)만 가능하기 때문에 사실상 육상 침투 방지를 위한 감시활동의 밀도가 낮아질 공산을 안고 있다.

TOD가 구역에 대한 탐지기능을 한다면, 그외 장비는 구역 내의 특정 물체를 자세히 들여다보는 역할을 맡고 있어 TOD의 용도변경 시 보완성을 해칠 수 있다는 것이다. 군단 산하 TOD 운용반 또한 장비 갯수가 제한적이다보니 최대한 효율성을 끌어내기 위해 교대근무 형태로 집중 감시하고 있으나, 그 여유분마저 대공용으로 전환할 시 육상 경계작전에서 빈틈이 발생할 수 있다는 문제점도 안고 있다. 실제로 지난해 2월14일, 강원도 고성 통일전망대 인근에서 월남 사건이 발생했는데 TOD가 없을 시 이같은 사건을 포착할 수 없게 되는 것이다([군 경계 작전 실패 後] 육군 22사단, 지휘관 보직해임…작전과 '줄징계').

이와 같이 '식별 단계'에서 TOD를 이용한 보완책 여건 또한 불비한 가운데, 적 무인기에 대한 타격단계에 이르기까지의 다음 단계는 '결심 단계'인데 이 또한 수 초만에 사라지는 무인기에 대응하기 위해서는 무조건적인 질타보다 우선 현황을 먼저 파악할 필요가 있다.

사진은 20mm 대공포(발칸) 사격 전 탄약 삽탄 장면.(사진=방위산업전략포럼, 일부편집=조주형 기자)
사진은 20mm 대공포(발칸) 사격 전 탄약 삽탄 장면.(사진=방위산업전략포럼, 일부편집=조주형 기자)

#3. 敵 무인기 식별도 안되는데, 불과 4초만에 결심 후 도심지에서 대공사격 강행하라고?

적 항공전력에 대한 육군 방공작전의 4단계 과정중 '결심' 단계에서는 방공무기의 사격통제권이 누구에게 있느냐에 대한 이야기이다. 즉, 방공무기를 사용할때 누구의 명령 하에 발사하게 될 것이냐를 따지는 문제이다.

방공무기는 크게 대공포류와 지대공미사일류(SAM, 천마)으로 분류된다. 대공포의 경우 20mm 발칸과 30mm 비호, 35mm 오리콘 기관포로 나누어질 수 있다. 일반 보병용 소총 및 대인용 중기관포 또한 대공용으로 사용할 수 있지만, 여기서의 '대공포'라는 개념은 표적의 성질에 따라 항공기에 대응할 수 있는 대공용 화포를 뜻한다.

20mm 발칸의 경우, 다수 총열이 회전하면서 수천발의 대공탄을 몇 초내로 '뿌린다'는 형태로 발사하는 고속형 대공포이며 30mm 비호와 35mm 오리콘은 모두 쌍열포형태의 대공포이다. 이들을 효과적으로 운용하기 위해 육군은 이를 운용하는 부대를 제대별로 나누어 배치하였는데, 20mm대공포와 30mm 대공포를 운용하는 장성급 지휘관과 그 부대를 제대 크기와 성격에 따라 달리 두었다.

즉, 특정 화포는 군단급에서 운용되지만 특정화포는 여단급에서 운용된다는 뜻이다. SAM역시 작전상황별로 피지원부대의 규모와 크기가 상이하게 편성됐다.

전시와 평시에 따라 방공무기의 사격통제권이 군단급 지휘관 및 여단급 지휘관에게 달리 적용된다. 이는 즉, 평시 방공작전 수행 시 적 무인기를 식별했을 때의 사격통제권에 대해 운용부대 지휘관의 결단이 필요하다는 뜻이기도 하다. 평시 표적 특성이 느린 육상 침투 작전을 다수 수행하는 일반 경계부대 지휘관이, 탐지 및 식별조차 어려운 고속의 성질을 가진 적 무인기에 대해 몇 초 내로 즉각 판단하여 쏘라는 명령을 내릴 수 있느냐는 문제로 향한다.

기존 대공탄의 경우 여러 개의 탄종으로 나뉘어져 있어 상황별로 각 탄종에 따라 대응 할수 있는 사거리와 효과가 다르다. 일부 탄종은 폭발 이후 화력 발생을 위주하는 탄이 있는가 하면, 산탄효과를 일으킴으로써 대공방어용에 특화된 탄종도 있는데 기본적으로 이들 대공탄은 최소 20mm 크기를 갖고 있어 피해반경도 기본 대인살상용인 5.56mm 보병용 탄환보다 이루 말할 수 없이 크다.

이같은 탄종은 모두 특수무기로 취급되는데, 무인기인지 아닌지 불확실한 평시 상황에서 불과 4초 안에 이같은 특수탄환을 수백발 씩 발사할 수 있느냐는 현실적 문제에 기인하는 것이다. 이는 곧 서울 북부 빽빽한 도심지, 혹은 다수 인파가 몰려 있는 경기 북부 신도시 지역 일대에서 단  몇초만에 무인기 판정 직후 할 수 있느냐는 문제와도 직결된다. 이는즉, '탐지-식별'이 쉽지 않을 때 '결심 단계'에 이르는 것은 현실적으로 고려하지 않을 수 없는 각종 제약사항이 있다는 것을 의미한다.

지금까지의 이야기를 종합하면, 육군의 방공 작전은 '탐지-식별-결심-타격' 단계로 구성되어 있으나 적 무인기 특성상 일반 보병 표적과 달리 탐지 및 식별 가능시간은 불과 단 몇 초만에 이루어져야 하며 이같은 제한점으로 인해 결심해야 하는 지휘관은 불분명한 적의 특성에 의해 지휘부담을 떠안을 수밖에 없다. 표적의 불분명성이라는 제한점을 모르고서 작전성과를 거론하는 것은, 오히려 실체파악 없는 공허한 메아리에 불과하다고 볼 수 있다.

한편, 북한 무인기 침투 도발 사건에서 나타난 우리 군의 방공작전에 관한 <펜앤드마이크>의 분석은 추후 계속될 예정이다./

조주형 기자 chamsae9988@pennmike.com

북한 무인기가 2017년 이후 처음으로 우리 영공을 침범해 서울 상공까지 침투했다. 격추에 나선 군의 대응 작전으로 인천국제공항과 김포공항의 민항기가 한때 이륙이 중단되는 초유의 사태가 발생했다. 합동참모본부에 따르면 26일 오전 10시 25분께부터 경기도 일대에서 북한 무인기로 추정되는 미상 항적 수 개가 포착됐다. 사진은 이날 김포 상공에서 포착된 북한 무인항공기. 2022.12.26 [KBS 화면 캡쳐. 재판매 및 DB 금지](사진=연합뉴스)
북한 무인기가 2017년 이후 처음으로 우리 영공을 침범해 서울 상공까지 침투했다. 격추에 나선 군의 대응 작전으로 인천국제공항과 김포공항의 민항기가 한때 이륙이 중단되는 초유의 사태가 발생했다. 합동참모본부에 따르면 26일 오전 10시 25분께부터 경기도 일대에서 북한 무인기로 추정되는 미상 항적 수 개가 포착됐다. 사진은 이날 김포 상공에서 포착된 북한 무인항공기. 2022.12.26 [KBS 화면 캡쳐. 재판매 및 DB 금지](사진=연합뉴스)
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